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aarch64中，有一个专门配置内存属性表的寄存器，为MAIR，本文基于MAIR寄存器讲解其作用
一、内存属性寄存器
对于虚拟内存地址，我们知道其分布如下
这里我们只关注AttrIndx[2:0]，可以知道描述如下：
这里stage 1就说ttbrx到pte的过程，这里的bits [4:2]指示的是MAIR寄存器中attr的索引。而MAIR寄存器如下 以el1为例
这里mair有8个attr，如下
这里的attr的值含义如下
其中熟悉可以分为设备内存和正常内存，如下
- Device Memory
- Normal Memory
通过dd位区分，如下
这里我们看到GRE三个概念，解释如下
- G： Gathering 是否可合并。 表示对多个memory的访问是否可以合并，如果是nG，表示处理器必须严格按照代码中内存访问来进行，不能把两次访问合并成一次
- R： Reordering 是否可指令重排 表示是否允许处理器对内存访问指令进行重排。nR表示必须严格执行program order。
- E： Early Write Acknowledgement 是否提前写应答 表示对于write而言的ack时机，为了加快写的速度，系统的中间环节可能会设定一些write buffer。nE表示写操作的ack必须来自最终的目的地而不是中间的write bufferr。
关于memory的shareable补充如下：
在TCR_EL1寄存器中，关注sh1 bit[29:28]如下：
这里可以看到
对于aarch64，cpu按照cluster划分，根据cluster的share规则如下
- Non-shareable ： cpu之间完全不共享
- Inner-shareable ： cpu之间，如果在一个cluster内，共享
- outer-shareable ： cpu之间，可以在不同cluster上共享
这里的inner指的是一个cluster内，outer指的非一个cluster内
而对于Normal Memory，通过0booooiiii来区分，如下解释
这里oooo是高位，iiii是低位。可以看到，这里对于Normal memory而言，我们看到了cacheable的如下属性
- write-through transient： 短暂写通
- write-back transient ： 短暂写回
- write-through： 写通
- write-back：写回
这里写通指的是内存写操作，直接更新到缓存和内存中，也就是缓存和内存数据是一致的
这里写回指的是内存写操作，只更新到缓存中，推迟对内存的更新，直到该缓存行被替换时才写回内存，这种情况下我们可以跟踪dirty bit，如果脏位是1，则缓存和内存的数据不一致
处理cacheable的write方式，还有transient 标志位
- transient 指的是短暂标志
如果带有transient ，则表示内存使用时间很短，可以利用此标志来优先更新cache line
除了这些，我们还可以注意到RW标志，如下解释
这里的RW分别是 Read-allocate和Write-allocate，解释如下：
- Read-Allocate： 先把数据读到缓存中，再从cache中读取数据
- Write-Allocate： 先把数据写入缓存中，再从刷新到内存中
如果都是0，则代表No allocate，解释如下
- No Read-Allocate： 读miss时，直接读内存中，不加载到内存
- No Write-Allocate： 写miss时，直接写到内存中，不加载到cache
二、示例计算
假设我设置的MAIR_EL1的值是0xffffffffff440400，这里计算如下
- attr0：0x0
- attr1：0x4
- attr2：0x44
- attr3：0xff
2.1 计算attr0
可以知道，dd也是00，便知道这里是如下：
- Device-nGnRnE memory
也就是 设备内存，不执行合并，不执行指令重排，不执行提前写应答
2.2 计算attr1
可以知道，dd是01，便知道如下：
- Device-nGnRE memory
也就是 设备内存，不执行合并，不执行指令重排，可以提前写应答
2.3 计算attr2
0x44，对应如下
对于oooo如下：
对于iiii如下：
也就是 正常内存，cluster内和cluster之间 都是non-cacheable的，所以的读写操作都是没有cache的。
2.4 计算attr3
0xff，对于如下
对于oooo如下：
对于iiii如下：
这里rw也是11，如下解释
这里是 正常内存，非短暂内存，读 allocate， 写 allocate。 简单来说就是所有的内存带cache，读写操作都经过cache